JPH0451177B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は移植のための天然組織の調製に関し、
更に詳細には改良された流れ特性を有する大動脈
心臓弁の移植のための調製に関する。 動物、特に豚の心臓弁はヒトの病気の弁の代用
品として多年使用されてきた。弁は動物の心臓か
ら切除され、グルタルアルデヒド又はホルムアル
デヒドのような適当ななめし液（tanning fluid）
中でなめされ、そして次ぎの移植のための骨組又
はステント（stent）上に取り付けられる。移植
後の適切な弁機能を保証するためになめし工程の
際、弁尖頭の接着が維持される必要がある。元
来、接着は弁に綿を詰めることにより達成され、
そして最近では弁をなめし溶液で加圧することに
より達成されている。加圧なめしは好ましい方法
であり、そして米国特許第4050893号に記載され
ている。 豚の大動脈弁の直立冠状尖頭は隔膜筋（septal
shelf）と呼ばれる筋肉の存在により確認される。
この隔膜筋は直立冠状尖頭（right coronary
cuspleaflet）の一部分を形成しており、そして
弁オリフイス内に突出しており、弁の有効最大オ
リフイスの大きさを小さくしている。綿の詰め込
み又は加圧技術のいずれかによる弁のなめしによ
り、隔膜筋はその本来の位置になめされる。 改善された流れ特性を有する弁は直立冠状尖頭
及びそれに付着した隔膜筋を外科手術により除去
し、それを他の弁からの類似の大きさの非冠状尖
頭（non−coronary cusp）と交換することによ
り製造された。弁のなめしに続いて尖頭の交換が
行われ、そしてその結果得られる変更された弁は
隔膜筋が存在しないために大きな有効オリフイス
及び改善された流れ特性を有している。この手法
は改善された大動脈弁を調製するのには効果的で
あるが、労力、材料、低生産性、及び不良品の面
から弁の製造費用を著しく増大させる方法であ
る。 従つて本発明の目的は、隔膜筋の影響をなくす
あるいは実質的に減少する移植のための大動脈弁
を調製するための方法を提供することである。更
に本発明の目的は従来のなめされた弁に対して改
善された流れ特性を有する大動脈弁を提供するこ
とである。更に本発明の目的は弁の外科手術によ
る変更にたよらずに隔膜筋の弁性能への影響をな
くすかあるいは減少することである。本発明のこ
れ等のそして他の目的は下記の明細書の記載及び
特許請求の範囲から明らかであろう。 本発明によりなめされた大動脈心臓弁は弁オリ
フイス内に突出する代りに、全体あるいは弁壁の
１部分として主要範囲に位置づけされている隔膜
筋を有していることを特徴としている。このよう
な弁はなめし方法によつて得られ、このとき切除
された弁は上行大動脈を膨張しそして弁尖頭を閉
じるため圧力が加えられ、その後シリンダー形状
体が弁尖頭の基部に隣接するシリンダーの基部に
より、弁の周りにぴつたり置かれるなめし方法に
よつて得られる。尖頭下方へ延びている大動脈前
庭組織はその後形状体の基部を越えて外方へ延長
され、直立冠状尖頭の隔膜筋を弁壁の方へ伸長す
る。弁尖頭の接着を維持しながら隔膜筋の最大変
位（displacement）が得られる。弁はその延伸
状態で、且つ弁尖頭を接着してなめされる。なめ
し後、弁はトリミングされそして次の移植のため
の従来の手順に従つてステントへ取付けられる。 第１図を参照して説明すると、大動脈弁１０は
上行大動脈１１の部分及び動脈前庭１２の部分と
一緒に供与された心臓から切除される。なめしの
ための調製では、大動脈前庭及び弁環
（Valveannulus）は新鮮な心筋組織の実質的部分
を除去し、そしてこれ等の領域の厚さを約１mmま
で減少するため好ましくは切除される。１１３で
図示されている如く心臓の冠状動脈は１４で縛り
切離されており、そして弁は図示の如く１６で上
行大動脈を縛ることにより液体入口管へ固定され
る。 弁は弁尖頭を閉じ、そして弁本体をその通常の
直径まで広げるため液体入口管を通つて湿潤空
気、塩水（saline）あるいは他の不活性液体によ
り加圧される。加えられる圧力は好ましくは水銀
柱約20mmから150mmの範囲内にあり、そして最も
好ましくは水銀柱約80mmから120mmの生理学的ゆ
範囲内にある。より高い圧力は推奨されないの
で、弁尖頭を接着するのに充分であるより低い圧
力を使用することができる。 加圧された弁はステント（stent）１７のよう
な第１図に図示された円形シリンダー形状体が取
付けられる。このシリンダー形状体は弁尖頭の区
域で膨張し弁にぴつたり適合するように選択され
ている。このシリンダー形状体は以下に説明する
如くなめし中に弁のための支持を提供するための
みに使用されており、そして完成した弁の１部分
ではないので、シリンダー形状体は正規の円筒形
あるいは任意の都合のよい形状であればよい。弁
ステントは図に示された如き本発明に使用するた
めに好都合なシリンダー形状体を備えているが、
これは弁ステントがこの目的のために使用されな
ければならないということを意味してはいない。 シリンダー形状体の基部即ち上行大動脈からの
遠位末端部は第２図に図示された如く弁尖頭の基
部に隣接して配置されている。第２図において、
この弁は１８で断面で示されており、且つ概略的
に表面１９で示されている如き隔膜筋（septal
shelf）を形成している肥厚した領域を図示する
ため直立冠状尖頭（coronary cusp）を横断する
断面図で示されている。３つの弁尖頭の２つの接
着縁が第２図の２０及び２１で図示されている。 シリンダー形状体が正しい寸法に作られ、且つ
配置された後、そして弁が湿潤空気あるいは他の
不活性液体で加圧され続けている間、大動脈前庭
組織は第３図に図示されている如くシリンダー形
状体１７の基部上で反転される。前庭組織は弁尖
頭の接着を破壊しないよう注意しながら、シリン
ダー形状体の基部の周り、特に隔膜筋の領域にお
いてぴんと緊張して伸長される。反転された組織
は取り巻き帯２２あるいは機能的に同等の手段に
よつてシリンダー形状体の基部の周りに固定され
る。驚くべきことは、隔膜筋領域の相当な部分は
弁オリフイス内に延びているその標準位置から弁
壁の方へ延伸されることができる。この効果は第
４図及び第５図にもつとも明らかに図示されてい
る。 第４図は第２図に対応するその正常な位置にお
ける弁壁及び隔膜筋の部分的断面図である。弁オ
リフイス内に延びている隔膜筋の縁は一点鎖線Ａ
−Ａで示されている。第５図は大動脈前庭がシリ
ンダー形状体に反転された後の同じような断面図
である。弁オリフイス内に延びている隔膜筋の縁
は一点鎖線Ｂ−Ｂによつて示されている。隔膜筋
が弁オリフイス領域から引き下つた程度は、これ
等の図を比較すれば容易に明らかである。 第３図に図示された如く弁が配置され、そして
弁尖頭の接着がそのまま残つていることが確認さ
れたとき、液体圧力は解放され、そして弁は従来
の手順に従つてなめし（tanning）溶液でなめさ
れる。好適な方法では、なめし溶液はPH約7.4に
緩衝された0.2％グルタルアルデヒド水溶液であ
る。弁はなめし溶液液内に浸漬されそして室温
で、約24時間液体入口管１５を通つて導入される
なめし溶液で加圧される。より短い時間が望まし
いときは、なめし溶液の温度は室温以上、例えば
35℃から45℃に上昇することができる。なめし工
程中、弁は最初に水銀柱80mmないし120mmの生理
学的圧力まで加圧され、そして全なめし期間中こ
の圧力下に維持されることができる。他の方法と
して、圧力は米国特許第3966401号により律動的
に加えられるか、あるいは他の加圧方法を使用す
ることができる。例えば、弁は最初に弁尖頭を閉
じるのに充分である水銀柱0.5mmから５mmに加圧
され、そして0.2時間から５時間の間この圧力を
維持することができる。その後、圧力は好ましく
は弁が完全に膨張するため生理学的な値に、ある
いはその近くまで増加され、そしてこのなめし工
程は残りの所要時間に亙つて続けられる。弁尖頭
の薄い組織は弁の厚い壁よりも速やかに定着さ
れ、そして最初の低圧期間後圧力が増加されたと
き、弁壁は生理学的圧力下で経験する通常の一杯
の直径まで膨張するのに充分柔軟である。組織が
少くとも部分的になめされるまでは、より微妙な
尖頭組織中の応力を減少するために、低い圧力で
の初期なめしが望ましい。 なめし工程における他の方法は他のなめし組成
物の使用を含んでおり、温度、圧力等はこれ等の
当業者において容易に理解される如く、実務家の
自由裁量で利用されることができる。 次に第６図を参照して説明すると、先行技術に
よりなめされた弁の入口側の底部平面図が図示さ
れている。本質的に、先行技術の方法には液体入
口管から懸垂された弁のなめし及び例えば米国特
許第4050893号に開示されている如く充分な圧力
下下で弁尖頭を閉じることが含まれる。弁オリフ
イス内へ延びている隔膜筋１９の面積及び結果と
して有効オリフイス面積において得られる減少は
容易に明らかである。第７図は本発明の方法によ
りなめされた弁の同じような図であり、この図で
は隔膜筋１９は弁の縁部に引つ張られ、弁オリフ
イスの有効面積増加をもたらしている。 本発明の方法に従つて調製された弁は隔膜筋領
域における減少、そして有効弁オリフイス並びに
弁流れ特性の改良を除けば、先行技術により得ら
れる弁と視覚的及び機能的に同等である。実際
に、隔膜筋が弁オリフイス領域から引込まれる程
度は弁の個々の特性により、特に天然隔膜筋の面
積及び厚さによつて異なる。多くの場合に、本発
明により作られた弁はそれ程顕著でない量の隔膜
筋をオリフイス領域に残している。あらゆる場合
において、オリフイス領域内に延びている隔膜筋
の量は先行技術の方法によつて弁がなめされたと
きに存在していた量よりも事実上少い。 実施例 29mmから35mmの大きさの一連の豚の大動脈心臓
弁が本発明によつてなめされ、そして流れ特性が
先行技術によつてなめされた同等の大きさの弁と
比較された。本発明によりなめされた弁は水銀柱
80mmで湿潤空気を用いて上行大動脈を通して膨張
され、そして大動脈前庭組織は弁の外側の周りに
配された適当な大きさのステント上で反転され
た。弁尖頭組織及び直立冠状尖頭の隔膜筋は出来
る限り最大限まで弁の外方へ延伸され、一方尖頭
の接着を維持しながら、そして大動脈前庭組織を
取り巻いて配置されたポリプロピレン帯によりこ
の位置に締めつけられた。 このようにして締めつけられた弁は室温でPH
7.4に緩衝された0.2％水性グルタルアルデヒドな
めし溶液内に浸漬され、そして弁の大動脈を通し
てグルタルアルデヒド溶液を追加使用して水銀柱
80mmまで加圧された。なめしは24時間続けられ、
それから弁は取出され、普通の布で被服されたス
テント上に取り付けられ、そして今後の試験のた
め貯蔵された。 先行技術によりなめされた弁は大動脈前庭組織
及び弁尖頭は、それ等の形態のままであること以
外に、同様の方法で加圧なめしによつて調製され
た。 オリフイスの有効面積により示されている如く
弁の流れ特性は脈動流（pulsatile flow）試験で
測定され。この試験では生理学的な塩水が一行程
容積60mlを有し１分間150行程の速さで作動する
ピストンポンプによつて弁を通りポンプ輸送され
た。従つて疑似心臓出力（simulated cardiac
out put）は１分間９であり、一方心臓周期の
心臓収縮期に対応の正の（positive）行程中の平
均流量は１秒当り300mlである。正の行程周期中
に弁を横切る平均圧力勾配は水銀柱mmで測定さ
れ、そして弁の有効オリフイス面積はAm.Heart
J.84 839（1972）に記載されたコーエン
（Cohen）及びゴルリン（Gorlin）により誘導さ
れた経験的な定数37.9を用いて、Am.Heart J.，
41 １（1951）にゴルリン及びゴルリンにより誘
導された下式により計算された。 オリフイス面積＝CO／37.9（√△ｐ） COは心臓拡張期中の心臓出力、即ちこの試験
方法においては300ml／秒に等ししく、そして△
ｐは測定された圧力勾配に等しい。 上記の如く本発明により、及び先行技術により
調製された一連の弁を用いて得られた結果が第１
表に示されている。 【表】 先行技術の弁よりも優れた本発明の弁によつて
証明された弁オリフイスの有効面積の増加は、弁
容量及び圧力勾配の面で著しく流れ特性が改善さ
れとことを表わしている。本発明の方法による弁
の加工、及び同時にシリンダー形状体として弁ス
テントを使用することによつて、ステントの標準
幾何学的寸法及び形状に合わせてなめした弁を形
成することによる複雑さ、及び次いで弁にステン
トを取付ける時間とが大巾に減少する。従つて本
発明によるなめしのために弁を調製するときに
は、シリンダー形状体として適切な大きさのステ
ントを使用することが好ましい。更に、ステント
のスカラツプ形の形態は冠状動脈の残りをステン
ト交連合釘（stent Commissure post）の間に配
置することを可能とし、そしてなめし溶液を弁の
外表面に対して容易に接近せしめるためにステン
トの開放構成（open design）が望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体入口管に固定され、そしてなめし
前の定位置にあるシリンダー形状体を有する切除
された大動脈弁の斜視図である。第２図は直立冠
状尖頭望ましい中心線に沿つて切断したときの第
１図の組立体の長手方向断面図である。第３図は
大動脈前庭組織がシリンダー形状体の外方へ延長
された後の第１図の組立体の長手方向断面図であ
る。第４図は直立冠状尖頭を断面図で示している
第２図の部分図である。第５図は直立冠状尖頭を
断面図で示している第３図の部分図である。第６
図は先行技術に従つてなめされた代表的な豚の大
動脈心臓弁の底部平面である。第７図は本発明に
従つてなめされた代表的な豚の大動脈心臓弁の底
部平面図である。 １０……大動脈弁、１１……上行大動脈、１２
……前庭、１５……液体入口管、１７……シリン
ダー形状体、１８……隔膜筋、２０，２１……弁
尖頭。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 提供された心臓から、隣接する上行大動脈及
   び前庭組織と一緒に弁を切除し； 弁尖頭を接着するため該上行大動脈弁を通して
   弁を加圧し； 該弁尖頭の基部とシリンダー形状体の基部とを
   整合させて、該弁の周囲に該シリンダー形状体を
   配置し； 該シリンダー形状体の基部を越えて外側に前庭
   組織を伸長し、同時に弁尖頭の接着を維持しなが
   ら最大可能範囲まで弁壁に向かつて直立冠状尖頭
   の隔膜筋を延伸し； 該弁をその伸長状態でなめし、そして一方なめ
   し溶液で処理することにより該尖頭を接着する；
   ことを特徴とする、天然組織心臓弁をなめす方
   法。 ２ 該弁が湿潤空気で加圧される、特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ 該弁が水銀柱約20ないし150mmに加圧される、
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 該弁が水銀柱約80ないし120mmの生理学的範
   囲にまで加圧される、特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ５ 該シリンダー形状体が心臓弁ステントとして
   配置される、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 該前庭組織が該シリンダー形状体の基部上で
   反転される、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 該弁が該弁尖頭の接着を維持するために静水
   圧下になめし溶液でなめされる、特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ８ 該静水圧が水銀柱約0.5ないし150mmである、
   特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 該静水圧が水銀柱約80ないし120mmの生理学
   的範囲内にある、特許請求の範囲第７項記載の方
   法。 １０ 該静水圧が最初約0.2時間より５時間の間
   水銀柱約0.5ないし５mmの範囲内にあり、その後
   水銀柱約80ないし120mmに増大される、特許請求
   の範囲第７項記載の方法。 １１ 該なめし溶液がグルタルアルデヒド水溶液
   である、特許請求の範囲第１項記載の方法。 １２ 該弁が豚の大動脈心臓弁である、特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 １３ 該隔膜筋を弁壁に向かつて延伸しながら、
   該弁尖頭を接着するために該弁を加圧する、特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 １４ 水銀柱約20ないし150mmで湿潤空気を用い
   て該弁を加圧する、特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 １５ 該弁尖頭の接着を維持するために、なめし
   の際になめし溶液で弁を加圧する、特許請求の範
   囲第１項記載の方法。